JP5069547B2

JP5069547B2 - 可撓性ホース

Info

Publication number: JP5069547B2
Application number: JP2007324824A
Authority: JP
Inventors: 康裕祷; 和也山下
Original assignee: Tigers Polymer Corp
Current assignee: Tigers Polymer Corp
Priority date: 2007-12-17
Filing date: 2007-12-17
Publication date: 2012-11-07
Anticipated expiration: 2027-12-17
Also published as: JP2009142551A

Description

本発明は、蛇腹状に形成され可撓性に優れた合成樹脂製の可撓性ホース、特に電気掃除機用ホースに関するものである。

そのような可撓性ホースとしては、特許文献１に開示されるようなものが知られており、この種のホースとして、熱成形性に優れる熱可塑性樹脂を主体に形成されたものが汎用されており、例えば、硬鋼線を熱可塑性樹脂により被覆した樹脂被覆補強線材をマンドレルの外周に螺旋状に捲回し、この樹脂被覆補強線材（硬質補強体）の外側に、軟質熱可塑性樹脂よりなるチューブを被覆したり、軟質熱可塑性樹脂よりなるテープを螺旋状に捲回してホース壁を形成するとともに、マンドレルから抜き取って成形される、ホース壁と樹脂被覆補強線材を接着一体化した構造のものが知られている。また特許文献２には、可撓性条帯を螺旋状にホース成形軸に捲回し、隣接する側縁同士を硬質樹脂補強体により接合一体化してなる、いわゆるスパイラル成形法により成形された可撓性ホースが開示されている。
特開２００２−１３９１８０号公報特開２００２−３９４５１号公報

このような可撓性ホースには、強度、耐久性のみならず、柔軟性（可撓性）が求められると共に、扱いやすいように軽量化も求められている。さらに、電気掃除機に使用する場合には、掃除機の吸引により発生する負圧によってホースが長さ方向に縮んでしまわないよう、適度な耐縮み性を有することが要求されている。

しかしながら、可撓性ホースの可撓性と耐縮み性を両立させることは容易な事ではなかった。特に、近年では、軽量化や省資源化や材料節減の観点からも、ホース壁の薄肉化が進む一方で、掃除機の高出力化が進んできており、軽量化して薄肉化したホースが使用時に縮みやすくなってしまうという問題があった。また、ホースが縮みにくいようにホース壁の肉厚を増やすと、重くなるだけでなく、ホースの柔軟性が失われてしまう傾向があった。

したがって、本発明は、可撓性に富むとともに耐縮み性に優れた可撓性ホースを提供することを目的とする。

発明者らは鋭意検討の結果、ホース壁として硬質補強体の間で特定の断面形状を有するものを採用すると、耐縮み性が向上し、ホースに要求される諸特性を両立できる優れた可撓性ホースが得られることを知見し、本発明を完成させた。

本発明は、所定断面に形成された軟質合成樹脂からなる可撓性条帯を螺旋状に捲回してその隣接する側縁同士を接着一体化してホース壁とするとともに、ホース壁の内側に螺旋状に捲回された硬質補強体を添着してなる可撓性ホースであって、隣り合う硬質補強体の間の区間のホース壁が、ホース軸方向に沿った断面において、硬質補強体に隣接しホース軸方向に沿った２つの第１部分と、前記区間の略中央部に位置しホース軸方向に沿った第２部分を有するとともに、第２部分が第１部分に対してホース半径方向外側にオフセットした断面を有することを特徴とする可撓性ホースである。

そして、上記可撓性ホースにおいて、ホース壁の第１部分が硬質補強体と隣接する部分のホース内側部分に、ホース内側に向けて突出する凸条を硬質補強体に沿って設け、当該凸条と硬質補強体との接触によって第１部分のホース内側への倒れこみを防止する変形阻止部が形成されている。

本発明によれば、電気掃除機などによって負圧が与えられた際の耐縮み性を効果的に向上させたホースが得られ、可撓性などのホースの諸特性をバランスよく向上させることができる。

さらに、本発明では、第１部分の硬質補強体との隣接部に所定の変形防止部が設けられているので、特に効果的にホースの耐縮み性を向上できるという効果が得られる。

以下、図面に基づいて、本発明の可撓性ホースの実施形態を、一例として示す電気掃除機用ホースについて説明する。図中、図１は電気掃除機の全体の外観を示し、図２は本発明の実施形態の可撓性ホースの部分断面図、図３は図２に示すホースのホース壁一部拡大断面図、図４はホース壁を構成する可撓性条帯の一例を示した図である。

図１において、電気掃除機用ホースＡは、掃除機本体１０に設けられた吸気口に接続パイプ１１を介してホースＡの一端が接続され、ホースＡの他端は手元操作部１２に接続され、手元操作部１２に連続して延長管１３、続いて床用ノズル１４が接続されて電気掃除機が構成されている。

電気掃除機用ホースＡは、図２に示すように、柔軟性を有するホース壁１が全体として蛇腹形状に軟質合成樹脂によって形成され、ホース壁の内周面には、ホースを保形補強し、負圧によるホースのつぶれを防止する硬質補強体６が螺旋状に添着されている。軟質合成樹脂製のホース壁１は、図３に示すような断面形状を有する。図３は図示下側をホース内側として示す。

本発明のホース壁を構成する軟質合成樹脂としては、例えば、エチレン酢酸ビニル樹脂（ＥＶＡ）や、軟質塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）や低密度ポリエチレン樹脂（ＬＤＰＥ）や熱可塑性ウレタン系エラストマー（ＴＰＵ）などの軟質合成樹脂材料が使用できる。後述するように、ホース壁を構成する可撓性条帯を押出成形により形成したり、熱溶着により接着できる利点があるので、特に熱可塑性樹脂を使用することが望ましいが、それに限定されるものではない。

本発明の硬質補強体６には、スチール線や硬鋼線などの金属線や、それらに樹脂被覆をした樹脂被覆金属線、あるいはポリプロピレン樹脂や高密度ポリエチレン樹脂やポリアミド樹脂などの硬質樹脂を線状に押出成形した硬質樹脂線が使用できる。硬質補強体は、ホース壁に添着するので、使用する接着剤との接着性が良いものや、熱溶着可能なものを選択することが好ましい。図３には、樹脂被覆６２を施したスチール線６１を硬質補強体６として使用した例を示す。

以下に、本発明の可撓性ホースＡのホース壁特有の構成である、ホース壁の断面形状について説明する。図３にはホース壁１と硬質補強体６の、ホース軸方向に沿った部分断面図を示す。すなわち、ホース壁１は、硬質補強体６のホース外周側を覆い包むように形成された添着部７、７を有し、添着部７において硬質補強体６と接着されている。また、隣接する硬質補強体６，６の間の区間において、ホース壁１は、硬質補強体６、６に隣接しホース軸方向に沿った断面を有する２つの第１部分２，２と、当該区間の略中央部に位置しホース軸方向に沿った断面を有する第２部分３と、その間を接続する接続部８，８によって構成されている。第２部分３は第１部分２，２に対して、ホース外側に位置するように、オフセットして設けられており、第１部分と第２部分の間を接続する接続部８，８は本実施形態においては、概ねホース半径方向に延びる断面を有する。接続部８，８の断面形状は、半径方向に対し斜めに延びる断面であっても良い。

本実施形態においては、第１部分２と第２部分３は、おおむね同じ肉厚を有する。耐縮み性を向上させる観点からは、第１部分２の硬質補強体６側を他の部分に比べ肉厚にしたり、第２部分３の中央部分または第２部分３全体を他の部分に比べ肉厚にしたりすることが好ましい。

また、ホース壁の第１部分２の硬質補強体６に隣接する側のホース内側部分には、第１部分２や添着部７のホース内周面からホース内側に向かって硬質補強体６の表面に沿うように突出する変形阻止部４が設けられている。本実施の形態においては、変形阻止部４は硬質補強体６に沿って螺旋状に連続した凸条として設けられている。このような変形阻止部４は、後述する押出成形による可撓性条帯の製造によって製造することができる。

本発明の可撓性ホースは、いわゆるスパイラル成形方法により、以下のようにして製造することができる。即ち、公知のホース成形軸に対して、硬質補強体６を構成する線材を螺旋状に捲回する。一方で、所定断面を有する押出ダイを備える押出成形機から高温の熱可塑性樹脂を押出し、図４に示すような断面を有する可撓性条帯５を成形する。押出成形された可撓性条帯を、ホース成形軸に捲回された硬質補強体６を覆うように螺旋状に捲回し、互いに隣接する可撓性条帯５の側縁部５ａ、５ｂを硬質補強体６のホース外周側で重ね合わせて接着一体化してホース壁１とするとともに、ホース壁１と硬質補強体６を添着する。線材と可撓性条帯５を連続的にホース成形軸に供給しながら、以上の工程を連続して行うことにより、不定長の可撓性ホースＡを得ることができる。可撓性条帯５の側縁部の接着一体化や硬質補強体６への添着は、熱融着により行うこともでき、その場合は、押出成形された可撓性条帯がまだ熱い間に捲回し一体化することが好ましい。また、熱可塑性接着剤や溶剤系の接着剤を使用しても良い。

本発明の作用効果を説明する。本発明では、上記ホース壁の断面形状とすることによって、ホースの可撓性を維持しながら、ホースの耐縮み性を向上できる。以下に、掃除機の吸引等によりホースに負圧が作用して縮もうとする際の挙動に着目して、ホースの耐縮み性が向上するメカニズムを説明する。

図５は、特許文献１に示されるような従来の一般的なホース壁を有する可撓性ホースに、掃除機などの吸引により負圧ｐとホースを圧縮させる圧縮力Ｆが作用した際のホース壁１’の変形状態を示す模式図である。

負圧や圧縮力がかからない際には略直線状であったホース壁１’は、負圧ｐの作用により、ホース内側（図では下側）に引っ張られ、図示したような湾曲した形状となる。この状態で更にホースを圧縮する圧縮力Ｆが作用すると、圧縮力Ｆが作用する作用線ｍとホース壁１’の中央部分１ｃとが互いに離間しているため（オフセット量ｄ’）、ホース壁中央部分１ｃには、大きな曲げモーメント（Ｆ＊ｄ’）が作用することになり、その結果、ホース壁１’は更にホース内側に湾曲するように変形することになる。以上のように、従来のホース壁においては、略直線状のホース壁１’が、負圧ｐと圧縮力Ｆの相乗的な作用によって、たやすくホース内側にたわんでしまい、その結果、耐縮み性が低いものとなっていた。

一方、本発明の可撓性ホースに負圧ｐと圧縮力Ｆが作用した際のホース壁１の変形状態の模式図を図６に示す。負圧ｐの作用によって、ホース壁１はホース内側に引っ張られ、ホース内側に向けて湾曲した図示形状となる。しかし、本発明においては、ホース壁中央部の第２部分３があらかじめホース外側にオフセットして設けられているため、圧縮力Ｆが作用する作用線ｍと変形後の第２部分３との間の離間量ｄを小さくすることができる。したがって、圧縮力Ｆによって第２部分３に作用する曲げモーメント（Ｆ＊ｄ）を小さくすることができ、ホース壁１をホース内側に向けて曲げようとする作用が小さくなる。従って、本発明の可撓性ホースによれば、従来の可撓性ホースに比べて耐縮み性を向上させることができる。

また、ホース壁の第２部分３を第１部分２に対して外側にオフセットさせるオフセット量を大きくしてホース壁を形成しておけば、負圧作用時に第２部分３を圧縮力Ｆの作用線ｍ上に位置させて、離間量ｄを実質的にゼロとしたり、オフセット量を更に大きくしておいて、離間量ｄをマイナスとする（即ち、負圧作用時に第２部分３が圧縮力の作用線ｍよりもホース外側に位置させる）ことによって、更に効果的に、ホースの耐縮み性を向上させることができる。

更に、本実施の形態においては、第１部分２の硬質補強体６に隣接する側のホース内側部分に変形阻止部４を設けているので、ホース壁１がホース内側に向けて変形しようとする際に、変形阻止部４が硬質補強体６に接触することによって、第１部分２がホース内側に向かって倒れこむように変形することを防止できるので、圧縮力Ｆが作用する作用線ｍと第２部分３との間の離間量ｄを更に小さくすることができ、耐縮み性を向上できる。

以上のように、本発明においては、従来の可撓性ホースと同等の肉厚のホース壁としても、その負圧作用時の耐縮み性を向上でき、一方でホースの可撓性を阻害することもない。また、本発明によれば、従来の可撓性ホースよりもホース壁の肉厚を薄くしてホースの可撓性を高めながら、負圧作用時の耐縮み性を向上させることもできる。

以上、本発明における実施の形態を示したが、本願発明は上記実施形態に制限されるものではなく、その性質を大きく変えない範囲で、各要素を改変したものも包含するものである。例えば、変形阻止部４は上記形状（連続した凸条）に限定されるものでなく、突起状の変形阻止部が断続的に設けられるようにしても良い。

また、変形阻止部４の断面形状は、図７や図８に示した例のようにしても良い。即ち図７では、変形阻止部４’が、硬質補強体６を被覆する樹脂被覆６２をホース内側及び第１部分２に向かって盛り上げることによって形成されており、図８では、ホース壁に設けられた変形阻止部４’’が、硬質補強体６の側面部との間に若干の隙間を有するように設けられている。図７や図８に示した変形阻止部の形状としても、負圧作用時に第１部分２がホース内側に倒れこむのを防止する作用がある。また、図８に示したように、隙間を有するように変形阻止部４’’を設けると、ホースの可撓性・柔軟性を高めやすいという効果が得られ、かつ、負圧が作用する際には、この隙間部分が密着して、変形阻止機能を発揮する。

また、ホース壁を構成する可撓性条帯５の製造方法は押出成形に限定されるものではなく、別途成形した平板断面形状の軟質樹脂性可撓性テープを加熱した賦形ローラで挟むなどして、本願発明に必要な断面形状を与えて製造してもよい。

また、上記実施形態において、ホース壁の添着部７は、硬質補強体６のホース外側からホース内側に至る側面部分を覆うように設けられ、添着されているが、添着部７と硬質補強体６とは、ホース外側部分だけで接着一体化されていることが特に好ましい。硬質補強体の側面部分が接着されていないことによって、添着部７と硬質補強体６の側面部とが互いに離間することができるようになるので、ホースの柔軟性・可撓性を高めることができる。また、添着される硬質補強体６は必ずしも添着部７に接着される必要はなく、非接着であっても良い。

また、上記実施形態においては、硬質補強体６の条数が１条であるものを示したが、硬質補強体の条数は２条であってもそれ以上の条数であってもよく、それに応じて可撓性条帯の形状を変更すればよい。また、上記実施形態においては、可撓性条帯の隣接する側縁部を、添着部７、即ち硬質補強体６との接着部分において接着一体化したが、本発明はこれに限定されるものではなく、第１部分や第２部分で接着するようにしても良い。

以上のとおり、本発明によれば、電気掃除機などにおいて負圧が作用した際の耐縮み性を向上することができるので、可撓性と耐縮み性に優れた可撓性ホースを得ることができる。

本発明が適用される電気掃除機の外観を示す図本発明の実施形態の可撓性ホースの部分断面図本発明の実施形態の可撓性ホースのホース壁部分の拡大断面図ホース壁を構成する可撓性条帯の実施形態を示す図従来の可撓性ホースに負圧が作用した際の変形模式図本発明の可撓性ホースに負圧が作用した際の変形模式図変形阻止部の他の例を示す図変形阻止部の他の例を示す図

符号の説明

Ａ可撓性ホース
１、１’ ホース壁
２第１部分
３第２部分
４変形阻止部
５可撓性条帯
６硬質補強体
７添着部
８接続部

Claims

所定断面に形成された軟質合成樹脂からなる可撓性条帯を螺旋状に捲回してその隣接する側縁同士を接着一体化してホース壁とするとともに、ホース壁の内側に螺旋状に捲回された硬質補強体を添着してなる可撓性ホースであって、
隣り合う硬質補強体の間の区間のホース壁が、ホース軸方向に沿った断面において、
硬質補強体に隣接しホース軸方向に沿った２つの第１部分と、
前記区間の略中央部に位置しホース軸方向に沿った第２部分を有するとともに、
第２部分が第１部分に対してホース半径方向外側にオフセットした断面を有すると共に、
ホース壁の第１部分が硬質補強体と隣接する部分のホース内側部分に、ホース内側に向けて突出する凸条を硬質補強体に沿って設け、当該凸条と硬質補強体との接触によって第１部分のホース内側への倒れこみを防止する変形阻止部を形成した可撓性ホース。